Наука — ключ к Победе

Откройте для себя научное наследие выдающегося ученого ХХ века Сергея Алексеевича Христиановича, одного из основателей Московского физико-технического института. Его исследования в области механики горных массивов, аэрогазодинамики и пластичности материалов внесли огромный вклад в развитие науки и технологий СССР.

Сергей Христианович застал в своей жизни две эпохи — царскую Россию и советскую. О его детстве мы знаем из его собственных воспоминаний. Родился в 1908 году в семье дворян-помещиков Орловской губернии. После Октябрьской революции родители переехали в Орел, где прожили до прихода белой армии Деникина, а затем бежали в Ростов-на-Дону, где в скором времени заболели сыпным тифом и умерли. Сергей остался один. Прожив какое-то время с опекуном, Дмитрием Ивановичем Иловайским, в 1922 году он переехал в Ленинград к своей тете. После окон­ча­ния сред­ней школы в 1925 году Сергей Хри­сти­а­но­вич посту­пил в Ленин­град­ский уни­вер­си­тет на антро­по­ло­ги­че­ское отде­ле­ние гео­гра­фи­че­ского факуль­тета, но после пер­вого курса пере­велся на мате­ма­ти­че­ское отде­ле­ние физико-мате­ма­ти­че­ского факуль­тета, кото­рое окон­чил в 1930 году.

По окончании института Христианович был направлен в Государственный гидрологический институт, опыт работы в котором, как он сам признавался, очень помог ему в дальнейшей научной жизни. Затем Сергей принял предложение поступить в докторантуру Математического института им. Стеклова, в котором в то время работали самые видные математики. С 1937 года он стал посещать семинар, которым руководил один из основоположников современной аэромеханики и аэродинамики Сергей Алексеевич Чаплыгин. В 1938 году Христианович окончил докторантуру, защитив сразу две диссертации, одну — по теме распространения нелинейных волн в каналах и реках, другую — по проблеме Коши. 

До 1935 года Сергей Aлексеевич работал в Ленинграде в Государственном гидрогеологическом институте. Тaм в сотрудничестве с извеcтными учеными он выполнил первую серьезную работу по гидравлическим проблемам гидротехнического строительства и водоcнaбжения с рассмотрением природных пaводковых и других явлений. Рaзрaботaнный Христиaновичем метод характеристик применительно к рacчету неустановившегося движения в кaналaх и реках был распространен позже на задачи aэродинамики сверхзвуковых скоростей и теорию пластичности. Эта работa в полном виде состaвилa часть книги «Некоторые новые вопроcы мехaники cплошной cреды», напиcaнной Сергеем Хриcтиaновичем в соавторстве с Соломоном Григорьевичем Михлиным и Борисом Борисовичем Девисоном. Книгa вышлa в 1938 году.

Работа на опережение

В 1940 Сергей Алексеевич перешел на работу в ЦАГИ (Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Николая Егоровича Жуковского). Он возглавил лабораторию аэродинамики больших скоростей, позже стал научным руководителем ЦАГИ по аэродинамике. В связи с развитием скоростной авиации его работы накануне и в период войны были посвящены проблемам аэродинамики — теоретическим и экспериментальным исследованиям увеличения скорости полета самолетов и снижению лобового сопротивления. Также в 1940 году была опубликована первая работа Сергея Алексеевича в «Трудах ЦАГИ» — «Обтекание тел газом при больших дозвуковых скоростях». В ней был представлен математический аппарат теории крыла бесконечного размаха в сжимаемом потоке. 

Состояние института в предвоенные годы Христианович описывал так: «Приближалась война, надо было приводить все в порядок. Прежде всего — авиацию. Институт оказался не на должной высоте по работоспособности, и Ивану Федоровичу Петрову (на тот момент начальнику ЦАГИ и в будущем первому ректору МФТИ — прим. ред.) пришлось приложить большие усилия, чтобы разработки института смогли оказать действенную помощь в военное время (и после него). Это помнят в ЦАГИ и в авиации. Иван Федорович Петров решительно изменил отношение к ученым, работающим в институте, он поставил их во главе дела». 

Перед войной для создания научно-технической базы авиации было начато огромное строительство. В своих воспоминаниях Сергей Алексеевич Христианович развенчивает миф, что страна плохо готовилась к войне, созданный в послевоенные годы при Сталине и развитый при Хрущеве, чтобы оправдать поражения первых полутора лет войны. Он пишет: «Может быть, сделано было не все, но готовились чрезвычайно интенсивно, и кто помнит то время, знают, как напряженно все работали день и ночь. Мы чувствовали, что над нами нависла страшная угроза фашистского нашествия, поэтому никто не жалел сил». Таким образом, к началу войны появилась исключительная экспериментальная база — такой не было у немцев. Именно в созданной тогда аэродинамической трубе и лаборатории прочности доводились отечественные самолеты, которые поступили на вооружение к началу войны. Из воспоминаний Сергея Алексеевича: «Во время войны в основном использовалось то, что было подготовлено до войны. Люди работали и день, и ночь, но в основе уже имелся фундаментальный материал. А ученые во время войны занимались подготовкой к реактивной авиации, перспективной».

Когда немцы подходили к Москве, было принято решение демонтировать аэродинамическую трубу. Ее разобрали и отправили в Казань. Еще шла битва под Москвой, когда возникла мысль, что необходимо все вернуть назад и продолжить работу в Москве. И в январе 1942 года ГКО принял решение вернуть все назад. Однако что тогда значило оторвать от фронта эшелоны, которые шли с востока на запад? Многие посчитали это странным и даже преступным. Христианович писал: «Но здесь была видна проницательность правительства, которое понимало, что войну мы выиграем и надо думать о том, что будет после войны. Нужно создавать научные основы реактивной авиации, авиации звуковых и сверхзвуковых скоростей. Казалось, мы делаем то, что не имеет непосредственного отношения к военным действиям. Во всяком случае лаборатория, которой я руководил. Остальные лаборатории ЦАГИ занимались работой, непосредственно связанной с фронтом». 

Сверхзвук

В 1941 году в «Трудах ЦАГИ» была опубликована статья Христиановича «О сверхзвуковых движениях газа», в которой проводилась классификация сверхзвуковых течений и их исследования с точки зрения существования возможности потенциального течения. В этой статье впервые была поставлена задача о переходе стационарного течения через скорость звука. В 1942 году Сергей Алексеевич сформировал коллектив с большим научным потенциалом. В нем работали такие выдающиеся ученые, как Анатолий Алексеевич Дородницын, Михаил Дмитриевич Миллионщиков, Георгий Петрович Свищев, Владимир Васильевич Струминский, Владимир Васильевич Сычев и другие. С их участием и под руководством Христиановича были выполнены исследования по аэродинамике скоростей, близких к скорости звука. В результате работы этой группы в 1942–1943 годах советские самолеты значительно превосходили по своему качеству немецкие.

К публикациям военного времени также относятся работы «О расчете сопел Лаваля» (совместно с В. Астровым, Л. Левиным и Е. Павловым), «О волновом сопротивлении» (совместно с Я. М. Серебрийским), «Влияние сжимаемости на индуктивные скорости крыла и винта» (совместно с Л. А. Симоновым), «О расчете эжектора» и другие. 

В работах Христиановича о применении эжекторов в газосборных сетях впервые было предложено использовать избыточное давление высоконапорных скважин газовых месторождений для повышения перепада давлений газа, поступающего из низконапорных скважин, с помощью эжектора, что значительно повышало экономический эффект газовых месторождений. Также во время Великой Отечественной войны группа с участием Сергея Алексеевича выполнила чрезвычайно важную работу по увеличению кучности оперенных реактивно-вращающихся снарядов для гвардейских минометов «Катюш». Известно, что при всем ошеломляющем эффекте, который они производили на немецкие войска, «Катюши» обладали чрезмерным рассеиванием снарядов, так что часть амуниции расходовалась впустую. Ученые предложили просверлить тангенциальные отверстия в пороховой камере вблизи центра тяжести, которые позволяли выпустить небольшую часть газов и, таким образом, «закручивать» снаряды. Они теоретически обосновали целесообразность этого предложения. В результате кучность стрельбы повысилась в два-три раза.

В 1946 году впервые был осуществлен переход через скорость звука в аэродинамической трубе. Это дало значительный толчок в области расчета аэродинамических свойств профилей при трансзвуковых скоростях полета. Таким образом, открылась возможность для перехода авиации на сверхзвуковые скорости и создания сверхзвуковых самолетов. Был обнаружен и сформулирован закон трансзвуковой стабилизации. «Аэродинамическая труба была построена, и в сорок седьмом году мы получили результаты больших испытаний. <…> Сейчас, если мы посмотрим в небо, увидим стреловидные, треугольные, какие-то совершенно необычные формы самолетов. Эти формы диктуются законами околозвуковой, сверхзвуковой аэродинамики, которые удалось установить благодаря созданию нового оборудования и модернизации старого», — писал Христианович. 

Создание Физтеха и Сибирского отделения Академии наук

После войны ощущался недостаток кадров. В ЦАГИ распределяли всего три-пять молодых инженеров в год. К тому же в лаборатории Христиановича занимались большими скоростями реактивной авиации, а в институтах готовили еще по старинке. Он сам отмечал: «Требовалась серьезная математическая подготовка, подготовка в области физического эксперимента, конструирования тонких приборов». Потребность в новых специалистах была необычайно высока. И не только в авиации. Группа академиков после длительного обсуждения разработала некоторые новые формы обучения, связанные главным образом с практической работой, и обратилась в правительство с предложением о создании высшего учебного заведения нового типа. И такое высшее учебное заведение было создано.

Идея создания новой высшей политехнической школы зародилась еще в 1938 году, но из-за Великой Отечественной войны была отложена. Лишь в 1946 году Петр Леонидович Капица и Сергей Алексеевич Христианович подготовили документы, которые позже были подписаны Сталиным. В этом же году был основан физико-технический факультет МГУ. Христианович курировал работу ФТФ в должности проректора по специальным вопросам. Также ему удалось в сжатые сроки выбрать место для строительства академгородка около станции «Долгопрудная», организовать постройку учебного корпуса и общежития. Он преподавал на Физтехе с самого начала, читал лекции по прикладной газовой динамике, введение в гидродинамику и газовую динамику, а также физическое введение для студентов второго курса.

Московский Физтех для Сергея Алексеевича стал прообразом Новосибирского университета. В 1957 году он вместе с академиками Лаврентьевым и Соболевым написал статью «Назревшие задачи организации научной работы», в которой предлагалось пересмотреть сеть институтов и вузов страны с целью их более рационального размещения. Сергей Алексеевич Христианович стал первым заместителем председателя Президиума СО АН СССР Михаила Алексеевича Лаврентьева. Весь огромный опыт научно-организационной деятельности Сергей Алексеевич щедро вложил в создание в Сибири первоклассного научного центра мирового значения. В Новосибирске Христианович основал Институт теоретической и прикладной механики (ИТПМ). В докладе «Об основных направлениях ИТПМ» он писал: «Сейчас на очереди совершенно новая задача — газовая динамика сверхвысоких скоростей, соответствующих скорости движения газа несколько километров в секунду и большей. При таких скоростях на поверхности движущегося тела возникает огромная температура, и основными явлениями в этом случае становятся движение массы и теплообмен». 

Эталон во всем

В 1965 году Христианович вернулся в Москву, где продолжал научную и организационную деятельность в качестве научного руководителя Института физико-технических и радиотехнических измерений, члена коллегии Госкомитета по науке и технике. В задачи института входило создание эталонов и эталонных средств для новых видов измерений. Были созданы атомные часы, комплекс акустических эталонов, эталонные средства измерения для полупроводников и плазмы. 

С 1972 года он заведовал лабораторией механики нелинейных сред в Институте проблем механики АН СССР. В ЦАГИ он научился создавать эффективные производственные цепочки, которые позволяли постоянно повышать качество продукции и быстро сменять ее новой. Это было важно прежде всего для военной авиации, где вопрос быстрой смены самолетов, новой техники был вопросом жизни. В воспоминаниях он писал: «Я хочу напомнить, что времена были строгие, а мне приходилось подписывать вылеты всех новых самолетов. И у меня никогда не дрожала рука. Я всегда был уверен, что самолет будет летать, все системы будут работать нормально и ничего с ним не случится. Потому что весь ход его проектирования контролировался. <…> Система правил была такова, что она исключала возможность больших неожиданностей». И далее: «Благодаря разработанной системе мы фактически прошли через звуковой барьер почти без людских потерь и катастроф, чего нельзя сказать о зарубежной авиации, которая унесла много человеческих жизней». 

Заключение

Сергей Алексеевич всю свою жизнь отдал служению науке. Это был воистину великий механик ХХ века, математик, физик, инженер-исследователь с очень широким диапазоном научных интересов. Все его работы отражали современные проблемы научно-технического прогресса и, безусловно, способствовали их решению. Заслуги Сергея Алексеевича Христиановича в развитии целого ряда областей механики газа, жидкости и твердого тела получили широкое признание в России и за рубежом. Он удостоен звания Героя Социалистического Труда (1969 г.) и благодарности Президента Российской Федерации за выдающиеся заслуги в научной деятельности от 13 октября 1998 года. Награжден шестью орденами Ленина (11.07.1943; 29.03.1944; 19.09.1953; 13.11.1958; 29.04.1967; 13.03.1969), орденом Октябрьской революции (04.11.1978), двумя орденами Отечественной войны I степени (10.06.1945; 16.09.1945) и двумя орденами Трудового Красного Знамени (11.09.1956; 17.09.1975). Также за свои научные работы получил три Сталинские премии высших степеней, премию имени Николая Егоровича Жуковского (1940 г.) и государственную премию СССР (1980 г.). 

Выдающийся ученый, исследователь и общественный деятель скончался 28 апреля 2000 года. Похоронен в Москве на Троекуровском кладбище. Сергей Алексеевич Христианович внес огромнейший вклад в развитие науки, промышленности и оборонного потенциала России. Он несомненно останется в нашей благодарной памяти не только благодаря своим научным трудам, но и как создатель ряда научных коллективов, один из основателей Физтеха, Сибирского отделения АН СССР и Института теоретической и прикладной механики СО АН СССР, носящего сегодня его имя.

Источники:

1. Сергей Алексеевич Христианович: Выдающийся механик ХХ века / Отв. Ред. В.М. Фомин, А.М. Харитонов ; Рос. Акад. наук, Сиб. отд-ние, Ин-т теорет. и прикл. механики им. С.А. Христиановича. — Новосибирск : Академическое изд-во “Гео”, 2008. — 356 с., ил. — ISBN 978-5-9747-0126-9 (в пер).
2. https://scfh.ru/papers/akademik-khristianovich-uchenyy-inzhener-chelovek/
3. http://www.biblioatom.ru/founders/hristianovich_sergey_alekseevich/